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红外双波段共光路环形孔径超薄成像系统设计被引量：9: 2021年; 针对中长波红外双波段系统的元件数量多、结构复杂等问题,分析了环形孔径超薄成像系统的结构特点,给出了系统初始结构遮拦比的计算方法,并设计了一种适用于中长波红外双波段的共光路环形孔径超薄成像系统,焦距为50 mm、全视场为14°、F数为1。系统仅由单一光学元件构成,结构简单且光路紧凑,其轴向尺寸与焦距的比值为0.48。在空间频率20 lp/mm处,中波红外3~5μm波段的全视场调制传递函数大于0.45,长波红外8~10μm波段的全视场调制传递函数大于0.30,同时实现了-40~80℃温度范围内的红外双波段无热化。通过公差分析可知该系统具备可加工性,且基底材料为红外硫系玻璃,可以通过精密模压的方法进行批量化生产。该研究为低成本、小型化红外双波段系统的实现提供了新的思路。; 王琦朴明旭孟禹彤高旭东; 关键词：光学设计小型化非球面

折衍射混合环形孔径超薄成像光学系统设计被引量：11: 2019年; 为了突破基底材料的选择局限性,实现成像波段范围内的高质量成像,在环形孔径超薄成像系统引入成像衍射光学元件,设计了以光学塑料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基底材料、焦距为35 mm、有效孔径为29 mm的4次反射结构的折衍射混合环形孔径超薄成像系统.该系统倍率色差小于2.2μm,在空间频率为166 lp/mm时的MTF值大于0.4,实现了高质量成像.对环形孔径成像系统分别进行了公差分析与热分析,结果表明,在空间频率为166 lp/mm时,各视场的子午和弧矢衍射MTF值大于0.2,在温度0℃~40℃时,各视场的子午和弧矢MTF值大于0.28.; 孟禹彤朴明旭王琦; 关键词：光学设计

宽温度范围的深紫外光学系统无热化设计被引量：12: 2020年; 环境温度的变化会引起光学系统产生热离焦现象,导致系统像质不稳定。由于材料的限制,在深紫外波段内,光学系统的无热化设计过程和结果十分复杂。因此,提出了拆分设计和单层衍射光学元件相结合的方法实现深紫外光学系统的无热化设计。该方法首先求解了消热差、消色差方程组,并用结果对深紫外光学系统进行拆分再组合,简化了无热化设计过程。然后在组合系统中加入单层衍射光学元件以简化设计结果。用该方法对焦距为110 mm,F数为3.5,温度为-60~100℃的深紫外侦察相机镜头进行无热化设计,得到的系统在奈奎斯特频率为18.5 lp/mm处,调制传递函数均大于0.65。结果表明,该方法能解决深紫外透射式光学系统在宽温度范围内的热离焦问题,同时能提升系统的光学性能。; 高旭东崔庆丰郑汉青胡洋孙林王琦; 关键词：光学设计无热化

FPGA实现角膜变形信号峰值时刻检测的研究被引量：2: 2019年; 为了满足非接触式眼压检测技术获取高精度的角膜变形信号峰值时刻的需求,提出了一种基于FPGA的角膜变形信号峰值时刻检测系统的实现方案。该方案以EP4CE1芯片作为主控芯片,实现了对角膜变形信号的检测及调理、A/D转换、FPGA峰值检测以及SDRAM存储等功能。FPGA峰值检测采用了自顶向下的方法,依据功能划分为时钟分频、FIFO缓存、峰值检测以及ADC时序控制几部分。采用Verilog HDL语言编写阈值比较寻峰算法,采用Quartus II开发环境对各个模块集成的顶层设计文件进行综合,实现对信号的采集和处理等操作,并采用Modelsim进行了仿真验证。实现了对两次峰值信号的检测以及对应峰值时刻的提取,且不需采用传统峰值时刻检测电路的比较器及DAC电路部分,减少了硬件电路的设计。角膜变形信号峰值时刻精准度直接关系到眼压信号检测时刻的精度,系统的峰值检测精度可达到1μs,测量误差小于0.2μs。; 杨成禹王琦毕伟权肖作江; 关键词：FPGA 光电检测

基于倾斜刃边法航空相机像移的调制传递函数测量被引量：10: 2014年; 由于航空相机拍照时存在像移,会导致成像质量下降,因此在航空相机中必须有像移补偿机构。目前一般采用主观判据,即通过人眼判别是否存在像移以及像移量的大小,来评价像移补偿系统的性能是否达到设计要求。主观判据受人的主观性影响较大,而且只能定性评价。为了建立航空相机成像质量与像移补偿系统其他指标之间的直接关系,提出使用倾斜刃边法测量航空相机像移的调制传递函数(MTF)。设计了相应的实验,实验中通过转台的转动模拟航空相机的扫描像移,分别通过倾斜刃边法测量像移的MTF和通过理论模型计算像移的MTF。实验结果表明,在空间频率为0.10cycle/pixel时,转台以3、5、8°/s转动时,两种方法得到的MTF之间的误差百分比分别为0.77%、1.15%、4.91%,进而证明了该方法的有效性。; 孙崇尚王琦丁亚林王德江孟繁浩张雷; 关键词：成像系统航空相机像移调制传递函数

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王琦